سرفصل های درس طراحی سازه های آبی تکمیلی

نام بسته درسی : طراحی سازه های آّبی تکمیلی

—————————————————————————–

فهرست:

سازه‌هاي انتقال آب

كانال

لوله در سازه‌هاي آبي

تبديل:

زيرگذر: (Culvert)

شيب‌‌شكن‌ها

سيفون معكوس

فلوم‌هاي هوايي و زميني (ناوكانال)

شوت (تندآب)

سازه‌هاي كنترل جريان (تنظيم جريان)

سازه‌هاي تنظيم‌كننده

سدهاي خاكي

سازه‌هاي ايجادكنندة عمق بحراني

سرریز ها

آزمون خودسنجی با پاسخ

 بخش هایی از بسته درسی طراحی سازه های آبی تکمیلی

 سازه‌هاي انتقال آب

سازه‌هايي كه براي انتقال و حمل آب در نقطه‌اي به نقطه ديگر استفاده مي‌شود، سازه‌هاي انتقال آب ناميده مي‌شوند. بخصوص مواقعي كه مسير عبور آب با عوارض طبيعي يا مصنوعي مثل جاده، راه‌آهن، رودخانه، پايين‌افتادگي‌هاي طبيعي و … مواجه مي‌باشد.

مهمترين اين سازه‌ها شامل كانال، خطوط لوله، زيرگذر جاده، سيفون معكوس.

سازه‌هاي كنترل يا تنظيم آب

اين سازه‌ها براي تنظيم جريان عبوري يا كنترل سطح آب و گاهي با هر دو منظور به كار مي‌روند. (Go Turn Out) مثل سازه‌هاي تنظيم‌كننده، شيب‌شكن تنظيم‌كننده، دهانه آبگير، مقسّم‌ها (تقسيم‌كننده‌ها)، دهانه با تنظيم‌كننده‌ي ورودي و … .

سازه‌هاي اندازه‌گيري

براي اندازه‌گيري، سنجش مقدار جريان عبوري و ابعاد و اندازه‌هاي جريان با كمترين مزاحمت استفاده مي‌شود. مثل سرريزها، روزنه‌ها، پارشال فلوم، روزنه با بار ثابت، دبي‌سنج پيمانه‌اي (مولينه) و … .

سازه‌هاي حفاظت و ايمني

براي حفظ شبكه انتقال آب و همچنين اراضي و تأسيسات پيرامون آن از هر گونه خسارت پيش‌بيني مي‌شود. به‌خصوص براي حفظ جان انسان و حق دام‌هاي اهلي، به طوري كه از ورود آن‌ها به داخل شبكه انتقال آب ممانعت شود و در صورت ورود جاده‌اي جهت رهايي آن‌ها وجود داشته باشد. شامل سازه‌هاي خاص كنترل جريان و يا ابزار و وسايل مكانيكي و فيزيكي براي حفظ سلامت شبكه انتقال پيرامون انسان و حتي دام است. مثل مجاري تخليه هرز آب (آب سطحي جزئي). سرريز جانبي، تبديل،‌ سازه‌هاي خاص اتلاف انرژي مازاد جريان مثل حوضچه آرامش، خروجي مانع‌دار، حفاظت فيزيكي (Riprap) (سنگ‌چين)، حصاركشي، نرده‌كشي، نصب علائم هشدار، كابل و نردبان رهايي، شيرهاي فشارشكن و … .

كانال

پر مصرف‌ترين و پر كاربردترين سازه انتقال آب كانال است و علت آن:

1- سادگي طرح و اجرا

2- در دسترس بودن نيروي انساني ماهر و مصالح مورد نياز در بيشتر جاها و …

3- انعطاف‌پذيري اجرا در موقعيت‌هاي مختلف

4- تنوع شكل، اندازه و فرم

5- قابليت انتقال دبي‌هاي كم تا خيلي زياد

انواع كانال‌ها:

 üكانال‌هاي طبيعي

ü كانال‌هاي ساختگي

كانال‌هاي طبيعي كانال‌هايي هستند كه به طور طبيعي در زير يا روي زمين وجود دارد و شامل رودخانه‌ها، نهرها و تندآب‌ها مي‌شوند. به طور كلي خواص هندسي و هيدروليكي كانال‌هاي طبيعي تا حدي نامنظم مي‌باشد. در كانال‌هاي طبيعي كاربرد تئوري هيدروليك فقط نتايج تقريبي بدست مي‌دهد زيرا مي‌بايست فرضيات متعددي براي رسيدن به آنها در نظر گرفته شود.

كانال‌هاي ساختگي، كانال‌هايي هستند كه توسط انسان در زير يا روي زمين ساخته مي‌شوند. اين كانال‌ها شامل كانال‌هاي كشتيراني، آبياري، زهكشي و يا كانال‌هاي با مقطع بسته مي‌باشند. كه آب تمام مقطع جريان را پر نمي‌كند. تونلهاي آبي، زهكش‌ها و كانال‌هاي انتقال فاضلاب از جمله كانال‌هايي با مقطع بسته مي‌باشند كه آب تمام مقطع جريان را پر نمي‌كند. خواص هندسي و هيدروليكي كانال‌هاي ساختگي به طور كلي منظم بوده و كاربرد تئوري هيدورليك براي آنها اغلب توأم با نتايج مطلوبي مي‌باشد.

– مقطع عرضي يك كانال، مقطعي است كه عمود بر جهت جريان مي‌باشد. سطح مقطع يا سطح خيس شده (A) بخشي از مقطع عرضي كانال است كه توسط مايع اشغال شده است.

  انواع كانال‌ها از نظر شكل آنها:

1-ذوزتقه ای شامل :مثلثی و مستطیلی

2-دایره ای شامل : پر (لوله) و نیمه پر

3- نعل اسبي

 4- تخم‌مرغي

موارد 3 و 4 زياد كاربرد ندارند.

كانال‌ها از جنبه جنس بدنه (مصالح):

• Ø طبيعي (خاكي): اين نوع كانال‌ها فرسايش‌پذير هستند.
• Ø فرسايش‌ناپذير: (پوشش‌دار)

طراحي كانال‌ها:

منظور از طراحي، تعيين ابعاد و اندازه‌هاي كانال است (گاهي حواشي و جوانب آن). به طوري كه با رعايت تمامي مسائل هيدروليكي كمترين هزينه را داشته باشد.

مراحل كلي طراحي و اجراي كانال:

1- مرحله مقدماتي (شناسايي): بيشتر بحث كار روي نقشه، بررسی عوارض طبيعي و مصنوعي، مسيريابي تقريبي،‌ ارائه نقشه كلي مسير يا مسيرها و بررسي جوانب مسير، شماي كلي از شبكه كانال، مطالعات جزئي (زمين‌شناسي،‌ هيدرولوژي در قالب بازديد محلي، صحرايي)

2-  امكان‌پذيري (فاز اول): در اين مرحله مطالعات دقيق‌تري از زمين‌شناسي، هيدرولوژي، مكان‌هاي مناسب جهت ساخت و در نهايت ارائه نقشه كامل آن كه كليه جوانب طرح و سطح برخوردار در آن لحاظ مي‌شود.

3- طرح نهايي (فاز دوم)‌: بررسي يا مقايسه راه‌كارهاي مختلف و انتخاب گزينه برتر.

4- اجرا و نظارت (فاز سوم): مناقصه،‌ …، دستگاه ناظر.

كانال‌هايي كه داراي مقطع ذوزنقه‌اي است بيشترين بخش شبكه را تشكيل مي‌دهد.

كانالي كه مقطع عرضي آن تغيير نمي‌كند و شيب طولي و زبري آن ثابت است (هرچند كه عمق جريان مي‌تواند تغيير كند) كانال منشوري و در غير اين صورت كانال غيرمنشوري ناميده مي‌شود. جريان در كانال‌هاي طبيعي و ساختگي به صورت جريان با سطح آزاد مي‌باشد سطح آزاد، سطح جدايي آب و هوا مي‌باشد كه فشار در آنجا معادل فشار اتمسفر مي‌باشد.

جريان در كانال‌هاي روباز ناشي از شيب كف كانال مي‌باشد در حالي كه جريان در مجاري بسته ناشي از اختلاف بار بين مقطع مي‌باشد.

برای مشاوره اینجا بزنید